Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Charakterisierung der Signaltransduktionswege der PGD2 Rezeptoren CRTH2 und DP in einem rekombinanten HEK293 Zellmodell und in humanen Eosinophilen

Kurzfassung

Prostaglandin (PG) D2 wird von aktivierten Immunzellen während der allergischen Reaktion ausgeschüttet und ist somit ein zentraler Mediator im Verlauf des allergischen Entzündungsprozesses. Die Effekte von PGD2 werden von zwei G-Protein-gekoppelten Rezeptoren vermittelt, DP Rezeptor und CRTH2 vermittelt. Diese Rezeptoren werden endogen in Eosinophilen exprimiert. Während der letzten Jahre hat das Forschungsinteresse an PGD2 und seinen Rezeptoren als potentielle therapeutische Angriffspunkte stark zugenommen. CRTH2 wird eine proinflammatorische Rolle zugeschrieben und mehrere selektive CRTH2 Antagonisten befinden sich in verschiedenen Phasen von klinischen Studien. Im Gegensatz dazu wird die inflammatorische Rolle des DP Rezeptors kontrovers diskutiert. Viele der beschriebenen DP-induzierten Effekte sind den bisher bekannten Signalwegen des Rezeptors nur schwer zuzuordnen. Gleichzeitig wurde im Feld der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren die Bedeutung der Heteromerisierung intensiv untersucht. Studien haben gezeigt, dass Heteromerisierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren das pharmakologische Profil eines Rezeptors und somit die zelluläre Antwort verändern kann.

Das Hauptziel meiner Dissertation bestand in der Charakterisierung von Eigenschaften der Signalwege dieser PGD2 Rezeptoren. Ich prüfte die Hypothese, dass die zwiespältige Signaltransduktion des DP Rezeptors durch eine direkte Interaktion mit CRTH2 bedingt ist. Zu diesem Zweck wurden folgende Zellsysteme verwendet: i) HEK293 Zellen mit rekombinanter Expression von CRTH2 und DP Rezeptoren und ii) humane Eosinophile mit endogener PGD2 Rezeptorexpression. Ich konnte zeigen, dass die untersuchten Effekte des rekombinanten Zellmodells denen der Primärzellen ähneln. Es bestätigte sich die Annahme, dass die Signaltransduktion von CRTH2 und DP einer engen Kooperation zwischen beiden Rezeptoren unterliegt. CRTH2 und DP Rezeptoren bilden Heteromere, ohne die jeweiligen Liganden-Bindungseigenschaften zu verändern. Der DP Rezeptor verstärkt das CRTH2-vermittelte Ca2+ Signal mit einhergehender Verminderung der eigenen Signalkapazität. Die CRTH2-induzierte Signaltransduktion wird durch pharmakologische Inhibierung sowie durch Agonisten induzierte Desensibilisierung des DP Rezeptors vehindert. Dennoch ist CRTH2 in der Lage, unabhängig vom DP Rezeptor – dessen Desensibilisierung an der Zelloberfäche stattfindet - zu internalisieren. In Zellen, die beide PGD2 Rezeptoren koexprimieren, führt eine Inhibierung der Gαq/11-Proteine zu einer kompletten Eliminierung der CRTH2- und DP-vermittelten Ca2+ Antwort, während Hemmung der Gαi-Proteine selektiv das CRTH2-generierte Signal blockiert. Desweiteren ermittelte ich die Rolle von CRTH2 und DP Rezeptoren in der Reorganisation des Zytoskelets, sowie Adhäsion von Eosinophilen an aktivierten Lungenendothelzellen. Die PGD2 Rezeptoren fungieren synergistisch bei der Aktin-Polymerisierung, als auch bei der Adhäsion von Eosinophilen an Endothelzellen, wobei in beiden Prozessen CRTH2 eine dominate Rolle übernimmt. Mit Hilfe des HEK293 Zellmodells untersuchte ich die Beteiligung von CRTH2 und DP Rezeptoren bei der Aktivierung verschiedener Transkriptionsfaktoren, die mit allergischer Entzündung in Verbindung stehen. NFAT-Aktivierung durch CRTH2 ist abhängig vom DP Rezeptor und kann sowohl von CRTH2 als auch von DP Antagonisten moduliert werden. SRE wird ausschließlich durch DP aktiviert, unterliegt aber einer inhibitorischen Regulierung durch CRTH2. CREB-Aktivierung ist DP-abhängig und CRTH2-unabhängig, wohingegen NF-κB Aktivität weder von CRTH2 noch von DP induziert wird.

Meine Arbeit veranschaulicht eine enge Interaktion beider PGD2 Rezeptoren. Sie scheinen als dynamische Signaleinheit zu existieren, dessen Funktionalität von den jeweilig aktivierten G-Protein Signalwegen bedingt und reguliert wird, und welche demzufolge ein potentielles Ziel für Heteromer-spezifische Therapien in der Allergie bildet.

Schlagwörter

G-Protein gekoppelte Rezeptoren, Entzündung, Eosinophile, Allergie

Anzahl Seiten

108

Publikationsjahr

2012

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